基于LPC2478的网络型电能质量监测装置人机交互功能研发

2. 1 μC/OS-Ⅱ的移植

μC /OS-Ⅱ嵌入式操作系统的移植工作包含以下几个内容:编写硬件初始化启动代码;编写设备驱动代码;修改操作系统与硬件相关的代码。

所谓启动代码，就是处理器在启动的时候执行的一段代码，主要任务是定义程序入口指针;设置异常向量;初始化处理器各模式下的堆栈和寄存器;配置 CPU 时钟源;初始化系统功能模块;跳转到C 语言主程序中等等。由于以上的操作均与处理器体系结构和系统配置密切相关，所以一般由汇编来编写。在装置中示意性的启动代码为：

PRESERVE8

Vectors LDR PC，Reset_Addr

LDR PC，Undef_Addr

LDR PC，SWI_Addr

LDR PC，PA^_Addr

LDR PC，DA^_Addr

LDR PC，IRQ_Addr

LDR PC，FIQ_Addr

Reset_Addr

为每一种处理器模式初始化堆栈;

地址重映射，设置MEMMAP = 1;

配置时钟源，设置Fpclk = 72M;

初始化FLASH;

初始化SDRAM;

IMPORT __main

LDR R0，= __main

BX R0;跳转到主程序中

设备驱动代码是操作系统和硬件之间的桥梁。通过驱动代码，用户可以不用了解具体硬件的细节，只需调用驱动层所提供的函数就能对硬件进行操作。在移植μC /OS-Ⅱ时，亦只需根据硬件环境编写必要的硬件驱动程序即可。在此移植中，涉及到人机交互功能的硬件除微处理器LPC2478外主要是键盘和液晶，液晶部分的驱动代码包含在了μC /GUI 图形接口的移植步骤中。而键盘的主要功能为接受用户的输入，在微处理器LPC2478中，可以使用I /O 中断的功能来实现对键盘输入的监测，驱动代码则为键盘的中断处理程序:

void Key_Handler(void)

{ DWORD key_n = 0;

key_n = IO0_INT_STAT_F; / /读取中断状态

IO0_INT_EN_F ＆ = 0xE07F8FFF; / /禁止中断

IO0_INT_CLR | = 0xFFFFFFFF; / /清除中断

if ((key_n＆0x00800000) = = 0x00800000)

{ OSMboxPost(Keybox，(void * )1);}

if ((key_n＆0x01000000) = = 0x01000000)

{ OSMboxPost(Keybox，(void * )2);}

if (key_n＆0x02000000) = = 0x02000000)

{ OSMboxPost(Keybox，(void * )3);}

if ((key_n＆0x08000000) = = 0x08000000)

{ OSMboxPost(Keybox，(void * )4);}

if ((key_n＆0x10000000) = = 0x10000000)

{ OSMboxPost(Keybox，(void * )5);}

if ((key_n＆0x00001000) = = 0x00001000)

{ OSMboxPost(Keybox，(void * )6);}

IO0_INT_EN_F | = 0x1F807000; / /开启中断

}

编写完硬件初始化启动代码和设备驱动代码之后，在修改操作系统与硬件相关的代码之前，应该了解μC /OS-Ⅱ的体系结构如图3 所示。移植μC /OS-Ⅱ，最主要的工作就是移植与硬件相关的3 个文件，即OS _CPU. H、OS _CPU_C. C 和OS _CPU_A. ASM。OS_CPU. H 中含有用#define 定义的与处理器有关的常量、宏和类型定义。通过对此处定义的修改，可以使源代码中对数据类型的使用不依赖于具体的处理器。移植时，只要使处理器、编译器和 μC /OS-Ⅱ三者之间数据类型统一即可。在此文件中还有一个μC /OS-Ⅱ对堆栈增长方式的定义OS_STK_GROWTH，由于Keil 只支持递减堆栈，因此，此处需要定义OS _ STK _GROWTH 的值为1。OS_CPU_C. C 文件中，需要进行的工作是编写任务堆栈初始化函数OSTask-StkInit()。该函数在创建一个任务时被调用。根据微处理器的寄存器结构，就可以确定在本次移植中针对LPC2478应该使用的任务的堆栈结构，从而可以写出堆栈初始化函数代码。在OS_CPU_A. ASM 文件中，有4 个函数需要编写，分别是启动最高优先级就绪任务函数OSStartHighRdy()，时钟节拍中断服务子程序OSTickISR()，任务级任务切换函数OS_TASK_SW( ) 及中断级任务切换函数OSIntCtxSw()。

μC/OS-Ⅱ的体系结构图

图3 μC/OS-Ⅱ的体系结构图。